Modulares System mit reinraumtauglicher Kabelführung
Pharmaproduzenten kämpfen in Reinräumen nicht nur gegen Mikroorganismen und Keime. Zu den Widersachern der Hygiene zählen auch Partikel, die sich von Maschinen lösen und in die Umgebungsluft gelangen. Für das Auge kaum sichtbar, können die winzigen Teilchen Produkte kontaminieren. Entsprechend gefragt sind Reinraumkomponenten, die keinerlei Abrieb erzeugen. Zu diesen Komponenten zählen beispielsweise Führungen von Energie- und Datenkabeln. Hier sind laminierte Flachbandleitungen aus Polytetrafluorethylen (PTFE) in der Branche etabliert, sie sind auch als Teflonleitungen oder Reinraumleitungen bekannt.
Das allgemeine Grundprinzip: Verseilte Adern, sogenannte Verseilverbände, werden parallel geführt und durch zwei PTFE/PUR/PTFE-Folien untrennbar miteinander verbunden. So entsteht ein geschlossenes System, das selbsttragend ist und keine Partikel an die Umgebungsluft abgibt. PTFE-Flachbandleitungen haben allerdings eine sehr kostenintensive Schattenseite: ihr hoher Wartungsaufwand. Geht darüber hinaus im Reinraum in einer PTFE-Flachbandleitung eine Ader kaputt, ist ein Austausch der gesamten Leitung fällig. Eine Alternative bietet ein modulares System des motion plastics Herstellers igus. Es besteht aus den Leitungsadern chainflex CFCLEAN und der Energieführung e-skin flat.
Der Hersteller hat einen Weg gefunden, klassische Flachbandleitungen durch ein modulares System zu ersetzen. Die CFCLEAN ergänzt nun, als eine Alternative zu Flachbandkabeln, das Portfolio in Kombination mit einer neuen reinraumtauglichen Energieführung. Sie ist keine klassische Leitung, da igus auf den Außenmantel verzichtet. Die Adern für die Übertragung von Energie, Motorsteuerungs-, Bus- und Ethernetsignalen sind mit einer PTFE-Folie verschweißt. Der elektrische Schutz ist somit gewährleistet. Für den mechanischen Schutz sorgt ein e-skin flat single pod, ein Profil aus Hochleistungskunststoff. Anders als bei klassischen Flachbandleitungen, sind die e-skin flat single pod Profile jedoch nicht mit den Adern verbunden. Sie lassen sich über einen Reißverschluss öffnen, sodass der Anwender die Verseilelemente CFCLEAN mit wenigen Handgriffen einlegt – bei einer geschlossenen Variante führt er die Leitungen durch die Kammeröffnungen.
Im Inneren der Profile sind die Verseilelemente vor mechanischen Einflüssen geschützt. Gleichzeitig ist ausgeschlossen, dass Partikel die Umgebungsluft kontaminieren. Somit ist das System reinraumtauglich nach der strengsten Reinraumklasse 1 der ISO 14644-1, was auch durch Tests beim Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), bewiesen wurde. In einen Kubikmeter Umgebungsluft gelangen dabei höchstens zehn Partikel der Größe 0,1 Mikrometer, umgerechnet 0,0001 Millimeter. Möchte der Anwender neue Leitungen in Betrieb nehmen, kann er die Einzelprofile miteinander verbinden. „Die Modularität der e-skin flat single pods bricht somit mit den Beschränkungen klassischer Flachbandleitungen. In der Vergangenheit waren reinraumtaugliche Kabelführungen meistens auf die gewählte Ausbaustufe festgelegt. Kamen im Laufe des Maschinenlebens Leitungen hinzu, mussten Anwender oft das Führungssystem wechseln“, erklärt Andreas Hermey, Leiter der Entwicklung e-kettensysteme des Herstellers.
Zwar wären die e-skin flat single pods mit marktüblichen Energie- und Datenkabeln kompatibel, die maximale Effizienz entfalten die Profile allerdings erst in Kombination mit chainflex CFCLEAN. Dank des fehlenden Außenmantels, ist der Durchmesser der Verseilelemente um 18 Prozent reduziert, das Gewicht um 21 Prozent. Bei den ständig wachsenden Anforderungen an höhere Beschleunigungswerte ist dies von Vorteil. Zum anderen ist das Gesamtvolumen reduziert, da wesentlich dünnere Elemente zum Einsatz kommen.
Um die Entwicklung reinraumtauglicher Produkte zu beschleunigen, hat igus in Kooperation mit dem Fraunhofer IPA, ein hauseigenes Reinraumlabor in Köln gebaut. „Mit dem neuen Reinraumlabor können wir Langzeittests unter realen Bedingungen durchführen, unsere Produkte in kürzester Zeit weiterentwickeln und auch kundenspezifische Aufbauten direkt umsetzen. Es war der Startschuss für unsere zukünftige Reinraumforschung, die das Ziel hat, die OEE von Maschinen und Anlagen zu verbessern“, sagt Hermey. „Wir haben CFCLEAN eineinhalb Jahre ausführlich getestet, mit über 40 Millionen Zyklen“, bestätigt Rainer Rössel.
